魯棒控製理論教程 [A Course in Robust Control Theory] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 杜拉德 著

圖書標籤:

• 魯棒控製
• 現代控製理論
• 控製工程
• 最優控製
• 狀態空間
• 不確定性
• H∞控製
• μ閤成
• Lyapunov穩定性
• 自適應控製

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510077791

版次：1

商品编码：11582545

包装：平装

丛书名： 经典数学丛书

外文名称：A Course in Robust Control Theory

开本：24开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数：417

正文语种：英文

內容簡介

　　The text is written to comprise a two-quarter or two-semester graduate course in applied mathematics or engineering. Alternatively, for students with background in state space methods, a serious approach at a significant portion of the material can be achieved in one semester. The material has been successfully taught in this capacity during the past few years by the authors at Caltech, University of Waterloo, University of Illinois, and UCLA. Students are assumed to have some familiarity with linear algebra, and otherwise only advanced calculus and basic complex analysis are strictly required. The presentation style assumes, however, a mathematically inclined reader, since we focus on a complete theoreticaJ foundation rather than on application examples.

內頁插圖

目錄

Series Preface
Preface
Figures
0 Introduction
0.1 System representations
0.1.1 Block diagrams
0.1.2 Nonlinear equations and linear decompositions
0.2 R,obust control problems and uncertainty
0.2.1 Stabilization
0.2.2 Disturbances and commands
0.2.3 Unmodeled dynamics
Notes and references

1 Preliminaries in Finite Dimensional Space
1.1 Linear spaces and mappings
1.1.1 Vector spaces
1.1.2 Subspaces
1.1.3 Bases, 8pans, and linear independence
1.1.4 Mappings and matrix representations
1.1.5 Change of basis and invariance
1.2 Subsets and convexity
1.2.1 Some basic topology
1.2.2 Convex sets
1.3 Matrixtheory
1.3.1 Eigenvalues and Jordan form
1.3.2 Self-adjoint, unitary, and positive definite matrices
1.3.3 Singular value decomposition
1.4 Linear matrix inequalities
Exercises
Notes and references

2 State Space System Theory
2.1 The autonomous system
2.2 Controllability
2.2.1 Reachability
2.2.2 Properties of controllability
2.2.3 Stabilizability...
2.2 ,4 Controllability from a single input
2.3 Eigenvalue assignment
2.3.1 Single-input case
2.3.2 Multi-input case
2.4 Observability...
2,4.1 The unobservable subspace
2.4.2 Observers
2.4.3 Observer-based Controllers
2.5 Minimal realizations
2.6 Transfer functions and state space
2.6.1 R,ational matrices and state space realizations
2.6.2 Minimality
Exercises
Notes and references

3 Linear Analysis
3.1 Normed and inner product spaces
3.1 ,1 Complete spaces
3.2 Operators
3.2.1 Banach algebras
3.2.2 Some elements of spectral theory
3.2.3 Adjoint operators in Hilbert space
3.3 Frequency domain spaces: Signals
3.3.1 The space /2 and the Fourier transform
3.3.2 The spaces H2 and H21 and the Laplace transform
3.3.3 Summarizing the big picture
3.4 Frequency domain spaces: Operators
3.4.1 Time invariance and multiplication operators
3.4.2 Causality with time invariance
……

前言/序言

好的，這是一份關於《魯棒控製理論教程》的圖書簡介，其內容詳盡，旨在深入探討現代控製理論的核心分支，而不涉及您提供的特定教材本身的內容： --- 《現代控製係統設計與分析》 書籍簡介 本教程旨在為讀者提供一個全麵、深入的現代控製理論視角，重點聚焦於係統建模、性能分析與控製器綜閤的嚴謹方法。本書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從經典控製到現代高性能控製設計的基礎理論框架，緻力於培養讀者分析復雜動態係統的能力和設計魯棒控製策略的工程實踐技能。 第一部分：係統動力學與狀態空間描述 本書的開篇部分為讀者奠定瞭分析現代控製係統的數學基礎。我們首先深入探討瞭綫性時不變（LTI）係統的基本性質，包括模態分析、可控性與可觀測性。重點講解瞭如何將物理係統的微分方程精確地轉化為標準的狀態空間錶示形式，這是後續所有分析和設計工作的前提。 狀態空間建模與變換： 詳細闡述瞭如何通過坐標變換來簡化係統矩陣，理解係統的內在結構。係統的能控性和能觀性是係統設計的基礎判據，本書對此進行瞭詳盡的數學推導和幾何解釋。 綫性係統的穩定性分析： 引入瞭李雅普諾夫（Lyapunov）穩定性理論，從能量和能量函數的角度來評估係統的長期行為。討論瞭不同類型的穩定性（漸近穩定、指數穩定）及其在實際工程中的意義。 第二部分：經典控製理論的深化與局限性 在掌握狀態空間描述後，本書迴顧並深化瞭經典控製理論的基石——頻率響應分析法。雖然現代控製更側重時域分析，但頻率域工具在性能評估和初步設計中仍不可或缺。 頻域分析工具： 深入解析瞭波德圖、奈奎斯特圖等工具的構建與應用。側重於使用這些工具來評估係統的帶寬、相位裕度和增益裕度，這是衡量係統“魯棒性”的初步指標。 根軌跡分析與反饋設計： 詳述瞭閉環極點配置與根軌跡法的原理，並討論瞭在實際係統中，如何通過PID控製器等經典結構來實現期望的瞬態響應。然而，本書也明確指齣瞭經典設計方法在麵對模型不確定性或外部擾動時的固有局限性。 第三部分：現代控製設計技術——極點配置與狀態反饋 本部分是連接理論與高性能控製設計的核心橋梁。重點在於如何利用係統狀態信息，通過綫性反饋策略實現對係統行為的精確塑造。 極點配置（Pole Placement）： 詳細介紹瞭通過狀態反饋矩陣 $K$ 來任意配置閉環係統特徵多項式的方法。討論瞭當係統不可控時，如何利用部分極點配置（Partial State Feedback）實現有限性能目標。 觀測器設計（Observers）： 鑒於實際工程中狀態信息往往難以完全獲取，本書引入瞭狀態觀測器的概念。詳盡講解瞭卡爾曼-布奇（Kalman-Bucy）濾波器的理論基礎和最小階/全階觀測器的設計，確保反饋信號的準確性。 綫性二次調節器（LQR）： LQR作為一種最優控製方法的典範，被深入剖析。本書不僅推導瞭黎卡提方程（Riccati Equation），還闡明瞭如何通過調整權重矩陣 $Q$ 和 $R$ 來平衡係統性能（狀態衰減速度）與控製努力（輸入幅度）之間的矛盾。 第四部分：麵嚮不確定性的控製策略 本教程的價值核心在於超越瞭對“完美模型”的假設，直接麵對現實世界中普遍存在的模型誤差、參數攝動和外部乾擾。 係統不確定性的量化： 引入瞭描述不確定性的數學框架，如參數不確定性（Structured/Unstructured Perturbations）和外部擾動模型。 控製設計的魯棒性裕度： 闡釋瞭如何通過增益裕度、相位裕度等指標，結閤現代控製的分析工具（如奇異值分析），來量化係統在麵對不確定性時的性能保持能力。 先進控製方法概述： 概述瞭那些直接針對不確定性進行優化的控製範式，例如 $H_2$ 控製（最小化輸齣能量）和 $H_{infty}$ 控製（最小化最壞情況下的響應）。雖然 $H_{infty}$ 控製的完整推導需要更專業的背景，但本書將重點放在其核心思想——將控製設計轉化為一個涉及 LMI（綫性矩陣不等式）或 Riccati 方程的約束優化問題上，從而在設計過程中主動規避模型誤差帶來的風險。 第五部分：非綫性係統的初步探索 為瞭拓寬讀者的視野，本書的最後部分觸及瞭非綫性控製的基礎概念，強調瞭綫性化方法在局部分析中的作用，並介紹瞭全局分析的必要性。 反饋綫性化： 探討瞭如何通過微分同胚變換和輸入/狀態反饋，將某些特定的非綫性係統轉化為綫性的狀態空間形式，從而應用已有的綫性控製設計工具。 滑模控製基礎： 簡要介紹瞭滑模控製（Sliding Mode Control）作為一種對外部乾擾和模型不確定性具有內在魯棒性的非綫性控製策略，其基於超扭麯麵（Switching Surface）的設計理念。 總結 《現代控製係統設計與分析》旨在構建一個從理論基礎到高性能設計的完整知識體係。它強調數學的嚴謹性、工程的可實現性，並特彆關注在不完美信息和不確定性環境中，設計齣既能滿足性能指標又具備足夠容錯能力的閉環控製係統的必要工具與方法論。本書適用於控製工程、航空航天、機械工程及相關領域的本科高年級學生、研究生以及緻力於提升工業控製係統性能的工程師。 ---

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，對於我這樣長期在工程領域摸爬滾打的工程師來說，簡直是一場及時雨。我經常麵臨著實際係統中各種各樣無法精確建模的乾擾和參數變化，而傳統的控製理論在處理這些問題時顯得力不從心。《魯棒控製理論教程》提供瞭一個全新的視角和一套係統性的解決方案。它不拘泥於理想化的模型，而是直麵現實中的不確定性，教我們如何設計齣在各種“不確定”情況下都能穩定工作的控製器。我最喜歡的是書中對H-無窮範數、LMI等魯棒控製方法論的講解，雖然這些概念在初看時有些復雜，但作者通過大量的推導和實例，將它們一步步拆解，讓我逐漸領悟到其內在的數學精妙和強大的工程意義。書中的案例分析，特彆是針對航空航天、機器人等領域的魯棒控製器設計，更是讓我看到瞭理論的巨大應用潛力。我嘗試將書中的一些方法應用到我目前的項目中，效果顯著，係統的魯棒性得到瞭極大的提升，大大降低瞭工程風險。這不僅僅是一本書，更是一把解決實際工程難題的利器。

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，為我打開瞭一扇全新的學術之門。作為一名對控製理論充滿好奇的研究生，我一直在尋找能夠深入理解係統魯棒性的理論框架。《魯棒控製理論教程》在這方麵做得尤為齣色。它沒有迴避魯棒控製研究中涉及的深度數學工具，反而以一種引人入勝的方式將其呈現齣來，引導讀者理解這些工具的強大之處。我尤其喜歡書中對“零極點配置”在魯棒控製中的應用的闡述，這讓我理解瞭如何通過調整控製器的零極點來改善係統的動態性能和魯棒性。書中對各種不確定性模型（如範數界不確定性、結構化不確定性）的分類和處理方法，也為我提供瞭研究不同類型不確定係統設計的思路。我反復閱讀瞭關於“模型匹配”和“滑模控製”在魯棒控製中的應用的章節，受益匪淺。它讓我明白，即使在模型信息不完整的情況下，我們依然能夠設計齣性能優越的控製器。這本書無疑為我今後的學術研究奠定瞭堅實的基礎，讓我對接下來的探索充滿信心。

评分☆☆☆☆☆

一本讓人耳目一新的教材，我一直都在尋找一本能夠深入淺齣地講解魯棒控製的優秀讀物，而《魯棒控製理論教程》無疑滿足瞭我的期待。作者的講解思路非常清晰，邏輯性極強，從最基礎的概念齣發，循序漸進地引導讀者進入魯棒控製的深邃世界。我尤其欣賞的是書中對數學工具的引入和應用，並沒有讓人望而生畏，而是巧妙地將傅裏葉變換、拉普拉斯變換、狀態空間錶示等概念與魯棒控製的核心思想緊密結閤。書中豐富的例子和精心設計的習題，不僅加深瞭對理論的理解，更培養瞭解決實際問題的能力。在閱讀過程中，我常常會發現一些自己之前模糊不清的概念變得豁然開朗。例如，書中關於不確定性的建模部分，作者用非常形象的比喻和圖示，將原本抽象的概念具象化，讓我對如何量化和處理係統中的不確定性有瞭更深刻的認識。整體而言，這本書不僅適閤初學者入門，也為有一定基礎的讀者提供瞭進一步深入研究的堅實平颱。它真正做到瞭“理論與實踐並重”，是一本值得反復研讀的經典教材。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一句話來形容《魯棒控製理論教程》，那便是“嚴謹而富有啓發性”。作者在內容組織上展現瞭深厚的功力，將魯棒控製的各個關鍵分支——從基礎理論到高級算法——都進行瞭係統性的梳理和闡述。我曾閱讀過一些魯棒控製相關的文獻，但往往因為缺乏係統性的知識體係而感到睏惑。而這本書恰恰填補瞭這一空白。它並非簡單堆砌公式，而是深入淺齣地解釋瞭每個概念背後的物理意義和數學原理。我特彆欣賞書中對“穩定性”和“性能”之間權衡的討論，這正是魯棒控製設計的核心挑戰。作者通過對Lyapunov方程、Riccati方程等關鍵方程的詳細推導，揭示瞭如何通過設計控製器來同時保證係統的穩定性和滿足一定的性能指標。此外，書中對綫性矩陣不等式（LMI）的介紹，更是讓我領略到瞭現代魯棒控製工具的強大之處，它將許多復雜的優化問題轉化為相對容易求解的凸優化問題。這本書讓我對如何設計能夠應對復雜環境的智能控製係統有瞭全新的認識，是一部集理論深度與實踐指導於一體的傑作。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，一本涵蓋如此廣泛且深入的魯棒控製內容的書籍，我已久未得見。《魯棒控製理論教程》就像一位經驗豐富的導師，用清晰的語言和嚴謹的邏輯，帶領我一步步揭開魯棒控製的神秘麵紗。從基本概念的鋪墊，到高級理論的深入，書中每一個章節都設計得恰到好處，環環相扣。我尤其欣賞書中對“增益裕度”和“相位裕度”在魯棒性分析中的作用的講解，以及如何通過控製器的設計來改善這些裕度。這讓我對傳統頻率域分析方法在魯棒控製中的延伸有瞭更深的理解。書中關於“模型約簡”和“魯棒模型約簡”的章節，更是解決瞭我在處理高階係統時經常遇到的難題。它提供瞭一種在保持係統魯棒性的前提下，降低模型復雜度的有效方法。此外，書中關於“魯棒狀態反饋控製”和“魯棒觀測器設計”的講解，讓我看到瞭如何將魯棒控製思想應用到狀態估計和係統狀態反饋控製中。這本書的知識密度和深度都令人印象深刻，是一本能夠幫助讀者真正掌握魯棒控製精髓的寶藏。

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很喜欢的图书

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很好

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关于鲁棒控制的基础性理论。

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hao

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The text is written to comprise a two-quarter or two-semester graduate course in applied mathematics or engineering.

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方便，快捷。书还是可以的。

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内容不错！

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